第二章 第1~2节

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第二章 组成细胞的元素和化合物

第一节 细胞中的元素和化合物

统一性：细胞中的化学元素在无机自然界中都能够找到，没用细胞 1 所特有的化学元素

差异性：细胞与非生物相比，各种元素的相对含量不同 2组成细胞的元素：有20多种

大量元素：（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，9种） 微量元素：（Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo，6种）

最基本元素（C） 基本元素（C H O N） 主要元素（C H O N P S） 鲜重最多的元素（O） 干重最多的元素（C）

鲜重条件下：O(65%)＞C(18%)＞H(10%)＞N(3%)＞P(1.4%)＞S(0.3%)

干重条件下：C(55.99%)＞O(14.62%)＞N(9.33%)＞H(7.46%)＞Ca(4.67%)＞P(3.11%) 不同生物元素种类大体相同，含量相差很大。 3组成细胞的化合物

无机化合物

有机化合物 脂质

蛋白质（干重中含量最高的化合物）（也是含量最高的有机物）

核酸

鲜重时：水>蛋白质>脂质

4检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质

原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。

还原糖+婓林试剂→砖红色沉淀 蛋白质+双缩脲试剂→紫色

脂肪+苏丹II或苏丹Ⅳ→橘黄色或红色

（1）还原糖的检测和观察

常用材料：苹果和梨（富含还原糖，无色或接近无色）

试剂：斐林试剂（甲液：质量浓度0.1g/ml的NaOH 乙液：质量浓度0.05g/ml的CuSO4）注意事项：

①选材要用含糖较高、颜色为白色或近于白色的植物组织。 ②还原糖有葡萄糖，果糖，麦芽糖，乳糖，半乳糖 ③甲乙液必须先等量混合均匀后再加入样液中，现配现用 ④必须用50~65℃水浴加热

棕色 砖红色沉淀（Cu2O

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（2）脂肪的鉴定

常用材料：花生子叶 试剂：苏丹III或苏丹Ⅳ染液 注意事项：

①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 ②50%酒精的作用是：洗去浮色 ③需使用显微镜观察

④使用不同的染色剂染色时间不同（苏丹III染色3分钟，苏丹Ⅳ染色1分钟） 颜色变化：橘黄色或红色 （3）蛋白质的鉴定

常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，

试剂：双缩脲试剂（A液：质量浓度0.1g/ml的NaOH B液：质量浓度0.01g/ml的CuSO4 ） 注意事项：

①先加双缩脲试剂A液A液1ml，再加双缩脲试剂B液4滴 ②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对照

③用鸡蛋蛋白时，一定要加以稀释，如果稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管内壁上，使反应不彻底，且试管不易洗净。 颜色变化：变成紫色 （4）淀粉的检测和观察

常用材料：马铃薯 试剂：碘液 颜色变化：变蓝 总结：比较斐林试剂和双缩脲试剂。

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第二节 生命活动的主要承担着——蛋白质

1、蛋白质的元素组成：C、H、O、N 2、结构式： 氨基结构式：—NH2 羧基结构式：—COOH 侧链基团：—R 氨基酸结构通式 ： 肽键：

氨基酸脱水缩合的反应式：

3、氨基酸的结构特点及判断依据：

①每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基； ②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

4、H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。 5、蛋白质结构多样性的原因：

①氨基酸的种类不同； ②氨基酸的数目不同；③氨基酸的排列顺序不同； ④蛋白质的空间结构不同 蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次分析： (1)氨基酸的种类不同，构成的肽链不同

—□—□—□—□—□—□— —○—○—○—○—○—○— (2)氨基酸的数目不同，构成的肽链不同

—□—□—□—□—□— —□—□—□—□— (3)氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同

—□—○—○—□—○— —○—□—○—□—○— (4)肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同

以上四点并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备其中一点，就可说明两种蛋白质结构不同。

6、蛋白质的功能多样性：

⑴是构成细胞和生物体结构的重要物质，如：羽毛、肌肉、头发、蛛丝等主要成分是蛋白质 ⑵催化作用，如：酶，绝大多数的酶是蛋白质。 ⑶运输作用，如：血红蛋白运输氧。 ⑷调节作用，如：胰岛素调节血糖。

⑸免疫功能，如：抗体，帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。

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7、必需氨基酸：

甲硫氨酸 缬氨酸 赖氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 色氨酸 苏氨酸 +婴儿组氨酸 ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ “甲” “携” “来 ” “一” “本” “两” “色 ” “书” 8、有关蛋白质的规律计算： ⑴求氨基与羧基的数目；

①蛋白质中至少含有氨基与羧基的数目＝肽链数

②蛋白质中含有氨基的数目＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数 蛋白质中含有羧基的数目＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数 ⑵肽链中氨基酸数目、脱去水分子数、肽键数和肽链数之间的关系； 若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链，则：

肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数—肽链数=（n－m）个。

(3)肽链中的N原子数＝各氨基酸中N的总数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数

(4)肽链中的O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数 (5)求蛋白质的相对分子质量；

n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均分子量为a，那么由此形成的蛋白质的分子量为：－18×(n－m)（其中n-m为失去的水分子数，18为水的分子量）；该蛋白质的分子量比组成氨基酸的分子量之和减少了(n-m)×18 总结：

(6)氨基酸的排列与多肽的种类计算

假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形 分析：

①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类： 形成三肽的种类： (33＝27种) 形成二肽的种类： (32＝9种)

②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：

形成三肽的种类： (3×2×1＝6种) 形成二肽的种类： (3×2＝6种)

2．功能多样性与结构多样性的关系